开关电源的原理与设计毕业论

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1、开关电源毕业论文1．绪论11.1开关电源的概念和分类11.1.1开关电源的概念11.1.2开关电源的分类31.2开关电源设计中存在的问题与未来发展41.2.1开关电源中存在的问题41.2.2开关电源的发展趋势52．开关电源元器件的选用62.1开关晶体管62.1.1功率开关MOSFET62.1.2绝缘栅双极型晶体管72.2软磁铁氧体磁芯82.2.1磁性材料的基本特性92.2.2磁芯的结构与选用92.3光电耦合器102.4二极管122.4.1开关二极管132.4.2稳压二极管132.4.3快速恢复及超快速恢复二极管142.5自动恢复开关142

2、.6热敏电阻153．开关电源的设计基础173.1开关电源的控制方式173.1.1脉宽调制的基本原理173.1.2脉冲频率调制的基本原理183.2各类拓扑结构电源分析193.3谐振式电源与软开关技术243.3.1电路的谐振现象243.3.2谐振式电源的基本原理253.3.3谐振开关的动态过程分析26-57-开关电源毕业论文3.3.4软开关技术及常见软开关拓扑简介303.4其它软开关技术应用及发展概况364．开关电源设计384.1开关电源集成控制芯片384.1.1芯片管脚排列及说明384.1.2芯片基本特性394.1.3芯片工作原理分析404

3、.2开关电源电路分析474.2.1开关电源电路原理图474.2.2开关电源各单元电路具体分析49结论55致谢56参考文献-57--57-开关电源毕业论文1．绪论开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。1.1开关电源的概念和分类电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。1.1.1开关电源的概念电是工业的动力，是人类生活的源泉。电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电

4、压、电流、频率等；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换为小功率等。按照电子理论，所谓AC/DC就是交流转换为直流；AC/AC称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC称为逆变；DC/DC为直流变交流后再变直流。为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路

5、。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源（SwitchingPowerSupply）[1]。开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器（Off-lineSwitchingCpnwerter），常用的AC/DC变换器就是离线式变换器。开关电源通常由六大部分组成，如图1-1所示。-57-开关电源毕业论文图1-1开关电源工作原理框图第一部分是输入电路，它包含有低通滤波和一次整流环节。220V交流电直接经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi，此电压送到第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因

6、数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。所谓有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrection，APFC），是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。开关电源电路常采用有源功率因数校正。第三部分是功率转换，它是由电子开关和高频方波脉冲电压。第四部分是输出电路，用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。第五部分是控制电路，输出电压经过分压、采样后于电路的基准电压进行比较、放大。第六部分是频率振荡发生器，它产生一种高频波段信号，该信号与控制信号叠加

7、进行脉宽调制，达到脉冲宽度可调。有了高频振荡才有电源变换，所以说开关电源的实质是电源变换。高频电子开关是电能转换的主要手段和方法。在一个电子开关周期（T）内，电子开关的接通时间与一个电子周期所占时间之比，叫接通占空比（D），D=。断开时间所占T的比例称为断开占空比（D'），。开关周期是开关频率的倒数，。例如：一个开关电源的工作频率是50kHz，它的周期-57-开关电源毕业论文（微秒）。很明显，接通占空比（D）越大，负载上的电压越高，表明电子开关接通时间越长，此时负载感应电压较高，工作频率也较高。这对于开关电源的高频变压器实现小型化有帮助，

8、同时，能量传递的速度也快。但是，开关电源中断开关功率管、高频变压器、控制集成电路以及输入整流二极管的发热量高、损耗大。对于不同的变换器形式，所选用的占空比大小是不一样的。开关电源与铁芯变压器电